С момента Большого взрыва наша Вселенная непрестанно расширяется из сверхплотного и сверхгорячего состояния. Определение темпов расширения вещества Вселенной и понимание этого процесса лежит в основе решения многих задач, связанных с бесконечными экспериментами по проверке действия законов физики и химии в масштабах всей Вселенной. В научном журнале Physics Letters B было опубликовано исследование учёного из Женевского университета Лукаса Ломбрайзера. Физик-теоретик выдвинул новую гипотезу о «пузыре Хаббла», которая могла бы пояснить расхождения между самыми точными методиками измерения ускорения расширения Вселенной.
В современной астрофизике существуют несколько методов вычисления постоянной Хаббла – коэффициента, который описывает то, с какой скоростью происходит расширение вселенной. Два ключевых способа построены на измерении таких показателей, как реликтовое излучение и расстояние до ярчайших звёзд – цефеид и сверхновых. Первый способ предусматривает изучение равномерности космического сверхвысокочастотного фонового излучения, которое исходит от всех частиц плазмы, когда-то составляющей раннюю Вселенную. Исследования интенсивности излучения проходят на базе космической обсерватории «Планк». Второй метод использует объекты рекордной светимости – сверхновые звёзды и пульсары-цефеиды как маяки. Особые характеристики таких космических тел позволяют с высоким процентом точности определять их отдалённость от Земли. Постоянную Хаббла определяет расстояние до внегалактического объекта и скорость его удаления, которую вычисляют по смене уровня светимости.
На протяжении многих лет методы вычисления постоянной Хаббла становились всё более точными, однако уже долгое время между ними сохраняется ощутимая разница примерно в 9%. По словам профессора Ломбрайзера, разрешение этого конфликта прежде двигалось в двух направления. Первый подход заключался в поиске неточностей в имеющихся методиках, а второй – в обнаружении совершенно новых законов физики, влияние которых искажает данные, полученные на базе старых законов. В обоих случаях астрофизики разыскивают какой-то таинственный недостающий элемент, однако Ломбрайзер уверен, что сперва следует по-новому взглянуть на уже известную нам информацию.
Практически все существующие в современной космологической теории модели эволюции Вселенной предполагают наличие неоднородностей в её веществе. В действительности, изучая реликтовое излучение, мы можем наблюдать, что его средняя температура составляет 2,725 K (-270,425 °C). Однако при более близком его рассмотрении можно заметить зоны колебания температуры, которые указывают на изменённое состояние вещества. При расширении Вселенной в ней образуются так называемые пузыри Хаббла – зоны аномальной плотности межзвёздного пространства. Ломбрайзер считает, что таких колебаний плотности и температуры вещества более чем достаточно для искажения постоянной Хаббла в зависимости от метода её вычисления.
В ходе исследования Ломбрайзер и его коллеги обратили внимание, что доля искажений резко возрастает на расстоянии более 40 мегапарсек – около 125 миллионов световых лет от Земли. Исходя из этого можно сделать вывод, что мы находимся внутри одного из пузырей Хаббла с гораздо меньшей плотностью материи, нежели за его пределами. Вероятность нашего пребывания внутри гигантского пузыря – всего лишь гипотеза, требующая дополнительных наблюдений и исследований. Пройдёт немало времени, прежде чем учёные смогут с уверенностью сказать, может ли разница в плотности вещества влиять на расхождения в методиках определения постоянной Хаббла. Решение этой задачи откроет для астрофизиков новые возможности к пониманию эволюции Вселенной и процессов её расширения, а также позволит откалибровать методики определения коэффициента ускорения.
